Преобразователь угла поворота вала в код

(Юб.о,не е:а .Б ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфюв Советских Социалистических Реслублик(51)М, Кл,26 08 С 9/04 ГосударстаенныЯ коинтет СССР по делан нэобретеннЯ н открытнЯ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОДИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых следящих приводах и преобразователях информа ции для преобразования угла поворота вала в код.Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синусно-косинусный датчик угла, линейные 10 делители напряжения, буферные усилители, блок управления, выходы которого подключены к счетным входам реверсивного счетчика, выходы разрядов которого подключены к управляю- )5 щим входам линейных делителей напряжения.Недостатком известного преобразователя является его невысокая точность, вызванная необходимостью балансирования выходов линейных делителей напряжения.Наиболее близким к изобретению техническим решением является преобразователь, содержащий синусно косинусный датчик угла, выходы которого через последовательно соединенные селектор квадранта, вычитающие усилители, линейные делители напряжения, буферные усилители, сумматор и блок управления подключены к счетному входу реверсивного счетчика,выходы разрядов которого подключенысоответственно к управляющим входамселектора квадранта и линейных делителей напряжения,Недостатком известного преобразователя является его невысокая точность, вызванная применением нелинейного интерполирования.Цель изобретения - повышение точности преобразователя.Данная цель достигается тем, чтов него введены управляемые делителинапряжения, подключенные соответственно к общим точкам соединенийцепей обратных связей вычитаюшихи буферных усилителей, а управляющие входы управляемых делителей напряжения подключены к выходаммладших разрядов реверсивного счетчика. Сущность изобретения поясняется чертежами.На фиг, 1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 пример реализации управляемого делителя напряжения.личинада вого угл млсч 11) 55 а коэффициенты деления линлителей 4 напряжения будутственно равны: ных д оотве(4) Кг= х.Так как коэффициенты переда телей 3, 5 и б по абсолютн и усилий велиПреобразователь содержит (см. фиг 1) синусно-косинусный датчик 1 угла, выходы которого через последовательно соединенные селектор 2 квадранта, вычитающие усилители 3, линейные делители 4 напряжения, буферные усилители 5, суммирующий усилитель 6, блок 7 управления подключены к счетному входу реверсивного счетчика 8, выходы разрядов которого подключены соответственно к управляющим входам селектора 2 квадранта и линейных делителей 4 напряжения. Выходы младших разрядов реверсивного , счетчика 8 подключены к управляющим входам управляемых делителей 9 напряжения, которые подключены соответ ственно к общим точкам соединений цепей 10 и 11 обратных связей вычитающих 3 о буферных 5 усилителей,Работа предлагаемого преобразователя происходит следующим образом. 20На выходах синусно-косинусного датчика 1 угла при повороте на угол с(. появляются напряжения, пропорциональные соответственно синусу и косинусу угла д., которые выделяются р 5 селектором 2 квадранта в зависимости от квадранта преобразуемого угла сс,(. На входах вычитающих усилителей 3 их значения сравниваются и вычитаются из значений угла с(.г, вы- З 0 рабатываемого интерполирующей схемой, включающей усилители 3, 5, б и линейные делители напряжения 4 и 9, из кода младших разрядов реверсивного счетчика 8 в соответствии с выражением:кх=к 21где х - текущее значение кошнх и разрядах3 - коэффициент включен1разряда, принимающичения О или 1.Нулевому значению кода во всех и разрядах (все З =0) соответствует значение х=0, а единичным состоянием 45 всех и разрядов (все 3 = 1) соответствует значениечине приняты равными единице, то напряжение на выходе усилителя б равно:.х хО,: ь/.- со/. -/ где; О э 1 идз о сов сС - напряжениена выходе селектора 2 квадрантов;У = Би 1 зЫЕ 1 - напряжениявозбуждения синусо-косинусного датчика 1 угла.Коэффициент передачи цепи обратной связи Кос равен: НК = -ос В(б) В момент, когда схема сбалансирована Бых = 0 и напряжения на входах суммирующего усилителя б равны,т.е,4-хО 61 НФ Ц со/. - Ъ -о ИК (1-х) о 1+ Косоткудаэ 1 ф х к(8)соы ик х-к хос ос"Ошибка преобразования будет равнаразности между значением угла с гзаписанным в виде кода младших и разрядах реверсивного счетчика, и действительным значением угла Ы. в пределах квадранта, при котором наступает баланс схемы:хекф. Х-с 13 СЬт4-"к)ос осПри К, с = 0,555 эта ошибка не превышает величину 154,Для того, чтобы ошибка преобразования равнялась нулю во всем диапазоне изменения кода х, при изменении кода в и младших разрядах,необходимо изменять величину коэффициента обратной связи по следующемух И хн,цг(1 цгх)"- - и -110Выражение (10) получается, если приравнять нулю правую часть выраже ния (9) .Эту зависимость можно достаточно точно воспроизвести если, например, в качестве сопротивления обратной связи испольэовать цепь, образованную двумя последовательно включенными резисторами йи Нг (см.фиг.2) между общей точкой которых (точка А) и общей шиной включена провод где: В - резистор в цепи 10 обратной связи вычитающего усилителя 3;Нос - сопротивление цепи 11 обратной связи буферного усилителя 5.% +11 +, 0261 2где Крр = О, 547516, значениеК о определяемое, из выражения 10для значения х=0,5. Задавшись, иэсоображений практической реализации,величинами В и г из выражений 17 и 10 13 находим требуемые значения й иВ 2 Приняв, например, й = 10 коМ,г = 3,0 ком, из выражений (17) и(12) И)25 где35Йу дд гйгйтг 31%2 хИ г)э 1 Ч + - " И 2 х О-х)ФхС учетом значений Вэ и Б получим:хх%+я +-хИ х 1а гТаким образом, при использованиив цепи обратной связи цепочки, показанной на фиг.2, коэффициент передачи цепи обратной связи равен:к" =Крс Чй 2 (,16)+) а+ г х(1-х)Для того, чтобы методическая ошибка преобразования равнялась нулю,необходимо величины Р , й , й и гвыбрать такими, чтоб выражение (16)было тождественно выражению (10) .Это осуществляется следующим образом, Наложим условия: во-первых,при нулевом коде младших разрядов(Ю) мость сх,управляемая кодом младших разрядов.Иэ чертежа на фиг,2 видно, что уммарная проводимость резисторов Ч подключенных к точке А определяется уравнением:+ - + +в+1А 12 141" Ъ 8 " и 2 Ч= - С 2,) = - , Т.е. с)дгде х - текущее значение кода в младших и разрядах (см.выражение 1).Аналогично проводимость ветви, состоящей из резисторов, подключенных к шине О,будет равна; При подаче в точку В (см.фиг.2) напряжения с выхода усилителя 5 напряжение холостого хода в точке А будет равно;А цзь г+В 2 хц-х)ххПри подключении точки С к су рующему входу усилителя 3 составляющая напряжения на выходе усилителя 3, обусловленная действием цепи общей отрицательной обратной связи канала будет равна:О =0 ф (И)Ч 1 Ахх Кэ Крс 17,52+3,111166х 1-х)(19) Полученное выражение (19) с высокой точностью воспроизводит зависимость (10), а так как последняя быпа получена иэ условия равенства нулю погрешности преобразования (Ьд =0), то предлагаемое устройство не имеет методической погрешности, В этом также можно убедиться, если вычислять погрваность преобразования, подставляя в выражение (9) вместо К с значение К иэ выражения (19), иэменяя при этом аргумент х от О до 1.Для упрощения реализации схемы управляемая проводимость сх (см. фиг.2) может содержать меньшее количество разрядов по сравнению с общим количеством мпадших разрядов реверсивного счетчика 8, характеризующих значение угла с(. в пределах квадранта. В этом случае кривая К будет воэпроизводиться с большей дискретностью, чем дискретность формируемого кода, но резкого увеличения погрешности преобразования не происходит. Так, например, при величине дискрета управляемой проводимости г равном - от в ,и веьф 2 личине дискрета формируемого кода1 Ж младших разрядов равным от - ,1024 методическая погрешность преобразования непревышает +15 угловых секунд.Предлагаемое техническое решение для устранения методической погрешности преобразования несложно при практической реализации и расчетные соотношения хорошо согласуются с практическими данными. Формула изобретения Преобразователь угла поворота валав код, содержащий синусно-косинус, Д"г0 Составитель Н. Кравченкоедактар д. Недкрашвндн тек ед О. Андрейка ,Корренте ю. Мака енке ЦНИИПИпо д 113035 М Подписноого комитета СССРий и открытийа ская наб. д, 4 Тираж 682 осударстве ам изобрет ква ЖЗаказ 8493/46 илиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная,ный датчик угла, выходы которого через последовательно соединенные селетор квадранта, вычитающие усилители,линейные делители напряжения, буферные усилители, сумматор и блокуправления подключены к счетномувходу реверсивного счетчика, выходыразрядов которого подключены соответственно к управляющим входам селектора квадранта и линейных делителей напряжения, о т л и ч а ю щ и й 708386ся тем, что, с целью, повышения к- точности преобразователя, в неговведены управляемые делители напряжения, подключенные соответственно к общим точкам соединений цепей обратных связей вычитающих и буферных усилителей, ауправляющие входы управляемых делителей напряжения подключены квыходам младших разрядов реверсив